1、第第2节感应电动势与电磁感应定律节感应电动势与电磁感应定律课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.理解感应电动势的概念，明确感应电理解感应电动势的概念，明确感应电动势的作用动势的作用2通过实验分析得出决定感应电动势大小的因素，通过实验分析得出决定感应电动势大小的因素，归纳出法拉第电磁感应定律归纳出法拉第电磁感应定律3掌握法拉第电磁感应定律并会利用它推导出导体掌握法拉第电磁感应定律并会利用它推导出导体棒切割磁感线运动时产生的感应电动势的表达式棒切割磁感线运动时产生的感应电动势的表达式4体会规律的认识过程和实验探究的乐趣体会规律的认识过程和实验探究的乐趣重点难点：重点难点：1.理解电磁感应定律的内
2、容、表达式及理解电磁感应定律的内容、表达式及应用应用2掌握导体切割磁感线时感应电动势的计算掌握导体切割磁感线时感应电动势的计算核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第2 2节节课前自主学案课前自主学案课前自主学案课前自主学案一、感应电动势一、感应电动势1在在_现象里产生的电动势叫做感应电动现象里产生的电动势叫做感应电动势，产生感应电动势的那部分导体相当于势，产生感应电动势的那部分导体相当于_2在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电在电磁感应现象中，既然闭合电路中有感应电流，这个电路就一定有流，这个电路就一定有_；电路断开时，；电路断开时，虽然没有感应电流，
3、但虽然没有感应电流，但_依然存在依然存在电磁感应电磁感应电源电源感应电动势感应电动势感应电动势感应电动势磁通量变化率磁通量变化率VWbWb物理量物理量单位单位物理意义物理意义计算公式计算公式磁通量磁通量Wb表示某时刻或某位置表示某时刻或某位置时穿过某一面积时穿过某一面积的的_的的多少多少BS sin磁通量磁通量的变化的变化量量Wb表示在某一过程中穿表示在某一过程中穿过某一面积过某一面积的的_的的多少多少21BSSB磁通量磁通量的变化的变化率率Wb/s表示穿过某一面积的表示穿过某一面积的磁通量变化磁通量变化的的_磁感线条数磁感线条数磁通量变化磁通量变化快慢快慢思考感悟思考感悟1穿过某电路的磁通量
4、变化越大，产生的感穿过某电路的磁通量变化越大，产生的感应电动势越大吗？应电动势越大吗？提示：提示：不一定关键看磁通量变化的快慢不一定关键看磁通量变化的快慢5导体切割磁感线时的感应电动势导体切割磁感线时的感应电动势磁场方向、导体棒与磁场方向、导体棒与导体棒运动方向三者导体棒运动方向三者两两垂直时两两垂直时E_导体棒与磁场方向垂导体棒与磁场方向垂直，导体的运动方向直，导体的运动方向与导体本身垂直，但与导体本身垂直，但与磁场方向夹角为与磁场方向夹角为时时E_BlvBlvsin思考感悟思考感悟2公式公式EBlv在什么情况下都能计算电动势在什么情况下都能计算电动势吗？吗？提示：提示：不是，一般应用在平动
5、切割且不是，一般应用在平动切割且B、l、v两两相互垂直的情况下两两相互垂直的情况下核心要点突破核心要点突破一、感应电动势和感应电流的比较一、感应电动势和感应电流的比较项目项目感应电动势感应电动势E E感应电流感应电流I I定义定义在电磁感应现象中产生的电动势在电磁感应现象中产生的电动势在电磁感应现象中产生在电磁感应现象中产生的电流的电流物理意物理意义义反映在电磁感应过程中把其他形反映在电磁感应过程中把其他形式的能转化成电能的本领大小式的能转化成电能的本领大小电荷定向移动形成的现电荷定向移动形成的现象象产生条产生条件件磁通量发生变化，与电路是否闭磁通量发生变化，与电路是否闭合无关合无关电路闭合，
6、磁通量发生电路闭合，磁通量发生变化变化大小决大小决定因素定因素与穿过电路的磁通量变化的快慢与穿过电路的磁通量变化的快慢有关有关(成正比成正比)感应电动势及电路的组感应电动势及电路的组成成因果关因果关系系在电磁感应现象中，感应电动势是本质，感应电流是表象在电磁感应现象中，感应电动势是本质，感应电流是表象数量关数量关系系遵循闭合电路欧姆定律，即遵循闭合电路欧姆定律，即I IE E/R R即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1下列关于感应电动势的说法中，正确的是下列关于感应电动势的说法中，正确的是()A只要回路内磁通量发生变化，就会有感应电只要回路内磁通量发生变化，就会有感应电动
7、势产生动势产生B只要回路内磁通量发生变化，就会有感应电只要回路内磁通量发生变化，就会有感应电流产生流产生C导体棒无论沿哪个方向切割磁感线都会有感导体棒无论沿哪个方向切割磁感线都会有感应电流产生应电流产生D导体棒必须垂直于磁场方向运动才会有感应导体棒必须垂直于磁场方向运动才会有感应电动势产生电动势产生解析：解析：选选A.只要回路内磁通量变化，就可以只要回路内磁通量变化，就可以产生感应电动势，而只有在闭合回路中，磁产生感应电动势，而只有在闭合回路中，磁通量发生变化，才产生感应电流，故通量发生变化，才产生感应电流，故A正确，正确，B错误；无论导体棒沿什么方向切割磁感线，错误；无论导体棒沿什么方向切割
8、磁感线，磁场在垂直于导体棒方向都有分量，所以都磁场在垂直于导体棒方向都有分量，所以都会有感应电动势产生，但不一定有感应电流，会有感应电动势产生，但不一定有感应电流，故故C、D错误错误即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2下列几种说法正确的是下列几种说法正确的是()A线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势线圈中磁通量变化越大，产生的感应电动势一定越大一定越大B线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定线圈中磁通量越大，产生的感应电动势一定越大越大C线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动线圈放在磁场越强的位置，产生的感应电动势一定越大势一定越大D线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动
9、势线圈中磁通量变化越快，产生的感应电动势越大越大解析：解析：选选D.由法拉第电磁感应定律知，线圈中感由法拉第电磁感应定律知，线圈中感应电动势的大小跟穿过线圈的磁通量的变化快慢应电动势的大小跟穿过线圈的磁通量的变化快慢有关，即跟磁通量的变化率成正比，磁通量的大有关，即跟磁通量的变化率成正比，磁通量的大小、磁通量变化量的大小及磁场的强弱等，都跟小、磁通量变化量的大小及磁场的强弱等，都跟磁通量变化的快慢没有必然联系正确选项为磁通量变化的快慢没有必然联系正确选项为D.三、对公式三、对公式EBlv的理解的理解1该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推该公式可看成法拉第电磁感应定律的一个推论，通常用来求导体
10、运动速度为论，通常用来求导体运动速度为v时的瞬时电动势，时的瞬时电动势，若若v为平均速度，则为平均速度，则E为平均电动势为平均电动势2当当B、l、v三个量方向相互垂直时，三个量方向相互垂直时，EBlv；当有任意两个量的方向平行时，当有任意两个量的方向平行时，E0.3式中的式中的l应理解为导线切割磁感线时的有效长应理解为导线切割磁感线时的有效长度度如图如图121所示，导线切割感线的情况应取与所示，导线切割感线的情况应取与B和和v垂直的等效直线长度，即垂直的等效直线长度，即ab的弦长的弦长图图1214该式适用于导体平动时，即导体上各点的该式适用于导体平动时，即导体上各点的速度相等时速度相等时图图1
11、226公式中的公式中的v应理解为导体和磁场的相对速度，应理解为导体和磁场的相对速度，当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现当导线不动而磁场运动时，也有电磁感应现象产生象产生即时应用即时应用(即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)3.如图如图123所示，所示，MN、PQ为两条平行的水平为两条平行的水平放置的金属导轨，左端接有定值电阻放置的金属导轨，左端接有定值电阻R，金属棒，金属棒ab斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，斜放在两导轨之间，与导轨接触良好，abL.磁感磁感应强度为应强度为B的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒的匀强磁场垂直于导轨平面，设金属棒与两导轨间夹角为与两导轨间夹角为60，以速度
12、，以速度v水平向右匀速运水平向右匀速运动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流动，不计导轨和棒的电阻，则流过金属棒中的电流为为()图图123课堂互动讲练课堂互动讲练 如图如图124所示，金属圆环的半径所示，金属圆环的半径r0.5 m，金属圆环平面垂直于磁场方向放置，匀强磁场的磁金属圆环平面垂直于磁场方向放置，匀强磁场的磁感应强度感应强度B0.1 T现把圆环翻转现把圆环翻转180，所用时，所用时间间t0.2 s，则这段时间内线圈中产生的平均感应，则这段时间内线圈中产生的平均感应电动势为多大？如果金属导线的电阻电动势为多大？如果金属导线的电阻R3.14，则圆环中产生的平均感应电流为多大？则圆环
13、中产生的平均感应电流为多大？图图124【答案答案】7.85 V2.5 A 在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，在范围足够大、方向竖直向下的匀强磁场中，B0.2 T，有一水平放置的光滑框架，宽度为，有一水平放置的光滑框架，宽度为l0.4 m，如图，如图125所示，框架上放置一质量为所示，框架上放置一质量为0.05 kg，电阻为，电阻为1 的金属杆的金属杆cd，框架电阻不，框架电阻不计若计若cd杆以恒定加速度杆以恒定加速度a2 m/s2由静止开始向右由静止开始向右做匀加速直线运动，则在做匀加速直线运动，则在5 s内平均感应电动势是内平均感应电动势是多少？多少？5 s末的感应电动势是多少？末的感
14、应电动势是多少？公式公式EBlv的应用的应用图图125【答案答案】0.4 V0.8 V【规律总结规律总结】公式公式EBlv应用于应用于B、l、v两两两相互垂直的切割类中，若两相互垂直的切割类中，若v是平均速度则是平均速度则E为平均感应电动势，若为平均感应电动势，若v是瞬时速度则是瞬时速度则E为瞬为瞬时电动势时电动势电荷量的计算问题电荷量的计算问题 (2011年泉州高二检测年泉州高二检测)如图如图126甲所示，甲所示，一个电阻为一个电阻为R、面积为、面积为S的矩形导线框的矩形导线框abcd，水，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与方向与ad边垂直并与线框平面成边垂直并与线框平面成45角，角，O、O分别是分别是ab边和边和cd边的中点现将线框右半边边的中点现将线框右半边ObcO绕绕OO逆时针旋转逆时针旋转90到图乙所示位到图乙所示位置在这一过程中，导线中通过的电荷量是置在这一过程中，导线中通过的电荷量是()图图126【精讲精析精讲精析】开始时开始时B与与S位置关系如图位置关系如图127丙所示，磁通量大小为丙所示，磁通量大小为1BSBScos45图图127末位置末位置B与与S位置关系如图丁所示，磁通量大小位置关系如图丁所示，磁通量大小20.平均感应电动势大小平均感应电动势大小【答案答案】A
